Fiche de révision : Physiologie de l’effort et filières énergétiques

📋 Plan du Cours

1. Les systèmes de la performance
2. Commande nerveuse et recrutement
3. Contraction et qualités musculaires
4. Transport cardio-respiratoire
5. Les trois filières énergétiques
6. Puissance anaérobie alactique
7. Glycolyse et rôle du lactate
8. Entraînement récupération et évaluation

📖 1. Les systèmes de la performance

📝 Points essentiels

• La performance repose sur cinq grands systèmes:

  • le système nerveux
  • le système musculaire
  • le système cardiovasculaire
  • le système respiratoire
  • les filières énergétiques

• 🔄 La réalisation d’un effort suit une chaîne:

  1. le système nerveux commande
  2. les muscles se contractent
  3. le cœur accélère
  4. la ventilation augmente
  5. les filières énergétiques produisent de l’ATP

📌 Le sprinteur sollicite davantage les systèmes nerveux, musculaire et anaérobie alactique, tandis que le marathonien dépend davantage des systèmes cardiovasculaire, respiratoire et aérobie.

💡 Astuce mémo

N-M-C-R-E : nerveux, musculaire, cardiovasculaire, respiratoire, énergétique

📖 2. Commande nerveuse et recrutement

🔑 Notions clés & Définitions

• Proprioception : capacité à repérer la position du corps et de ses segments dans l’espace

★ À maîtriser

• Le cortex moteur planifie le mouvement, la voie corticospinale transmet la commande, puis le motoneurone constitue le seul lien direct entre le système nerveux et le muscle.

📌 Selon le principe de taille de Henneman, les unités motrices sont recrutées des plus petites aux plus grandes.

Compléments

• Les réflexes protègent les muscles grâce à un circuit court géré par la moelle épinière, sans passage obligatoire par le cerveau.

💡 Astuce mémo

Cortex → voie corticospinale → motoneurone → unité motrice

📖 3. Contraction et qualités musculaires

📝 Points essentiels

• L’excitation musculaire déclenche la libération de calcium, qui permet le glissement des filaments d’actine et de myosine et raccourcit la fibre musculaire.

• Les fibres musculaires sont classées en trois types:

  • type I : fibres lentes
  • type IIa : fibres intermédiaires
  • type IIx : fibres rapides

📌 La force maximale est la tension maximale produite, la vitesse est la rapidité d’exécution à charge donnée et la puissance est le produit de la force par la vitesse.

💡 Astuce mémo

Excitation → calcium → glissement actine-myosine → raccourcissement

📖 4. Transport cardio-respiratoire

🔑 Notions clés & Définitions

• VO2max : indicateur intégré du fonctionnement cardio-respiratoire et de l’utilisation de l’oxygène à l’effort

★ À maîtriser

📐 Formule — Le débit cardiaque vérifie $Q = FC \times VES$, où FC est la fréquence cardiaque et VES le volume d’éjection systolique.

Compléments

• La fréquence cardiaque est d’environ 60 à 70 battements par minute au repos et de 180 à 200 battements par minute à l’effort maximal.

• À l’effort maximal, le débit cardiaque peut être multiplié par cinq ou six.

💡 Astuce mémo

Poumons captent l’O₂ → cœur le distribue → muscles l’utilisent

📖 5. Les trois filières énergétiques

📝 Points essentiels

• La filière anaérobie alactique utilise les stocks d’ATP et de phosphocréatine sans oxygène ni production d’acide lactique, principalement pendant 0 à 10 ou 15 secondes à intensité maximale.

• La filière anaérobie lactique dégrade le glucose par glycolyse sans oxygène et domine lors d’efforts très intenses de 15 secondes à environ 2 minutes.

• La filière aérobie utilise l’oxygène pour oxyder les glucides et les lipides lors d’efforts longs, à partir d’environ 2 à 3 minutes.

📌 Les trois filières énergétiques fonctionnent simultanément, mais leur contribution relative évolue avec la durée et l’intensité de l’effort.

💡 Astuce mémo

Alactique → lactique → aérobie, avec une contribution simultanée

📖 6. Puissance anaérobie alactique

📝 Points essentiels

📐 Formule — La réaction de la phosphocréatine vérifie $PCr + ADP \rightarrow ATP + créatine$ et elle est catalysée par la créatine kinase.

• Le stock d’ATP-PCr fournit l’énergie maximale pendant environ 6 à 10 secondes, puis la puissance chute rapidement lorsqu’il est presque épuisé.

📌 La puissance correspond au débit maximal d’énergie et détermine le pic de performance, tandis que la capacité correspond à la quantité totale disponible et détermine la durée de ce pic.

• La récupération de la phosphocréatine est bi-exponentielle : environ 50 % est récupéré entre 0 et 1 minute et environ 97 % entre 1 et 5 minutes, sans garantie de reconstitution complète à 5 minutes.

💡 Astuce mémo

Épuisement ATP-PCr → chute de puissance → récupération aérobie de la PCr

📖 7. Glycolyse et rôle du lactate

★ À maîtriser

• Lorsque la demande d’ATP dépasse la capacité oxydative, le pyruvate est converti en lactate, ce qui permet de régénérer le NAD+ et de maintenir rapidement la glycolyse.

📌 Le lactate est un carburant réutilisable et un signal métabolique, tandis que l’acidité perturbe la contraction musculaire et contribue à la fatigue.

• Les fibres rapides glycolytiques exportent principalement le lactate grâce à MCT4, tandis que les fibres lentes et le cœur le captent principalement grâce à MCT1 pour l’oxyder.

Compléments

• Selon Robergs, Ghiasvand et Parker en 2004, la production de lactate à partir du pyruvate consomme un ion H+ et l’acidose provient surtout de l’hydrolyse de l’ATP.

💡 Astuce mémo

Lactate réutilisé comme carburant, acidité responsable de la baisse de force

📖 8. Entraînement récupération et évaluation

★ À maîtriser

📌 Le principe de spécificité indique que le corps s’adapte précisément à la nature du stress imposé, mais le transfert vers une autre activité reste partiel et ne remplace pas l’entraînement spécifique.

📌 Pour entraîner l’anaérobie alactique, les sprints doivent être placés au début de la séance après un échauffement progressif, et non après un travail aérobie ou lactique.

📐 Formule — L’indice de fatigue se calcule par $\frac{\text{temps moyen} - \text{meilleur temps}}{\text{meilleur temps}} \times 100$ ; pour six sprints de 20 m donnés, il vaut 4,4 %.

Compléments

• Le sommeil usuel recommandé est de 7 à 9 heures par nuit, et une dette chronique de sommeil ralentit la récupération et augmente le risque de blessure.

• Un indice de fatigue RSA inférieur à 5 % indique une bonne capacité à répéter un effort explosif.

• Les séances lourdes en zone lactique nécessitent généralement 24 à 48 heures avant de retrouver une qualité équivalente.

💡 Astuce mémo

Mesurer → entraîner spécifiquement → récupérer → réévaluer

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des filières énergétiques

Vitesse pure et RSA